论文标题：Design of the New Foot Psychomotor Vigilance Test (PVT) for Screening Driving Ability

论文链接：https://www.mdpi.com/2813-6640/3/2/3

期刊名：Hardware

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/hardware

随着全球老龄化加剧，老年驾驶员数量快速增长。然而，年龄增长带来的认知与运动机能下降，尤其是反应时间的延长，直接关系到驾驶安全。与此同时，新手司机因经验不足导致的踏板误用事故也屡见不鲜。如何在低成本、易操作的前提下，客观评估驾驶员的反应能力，成为交通安全领域的一个紧迫课题。

日本名古屋市立大学、三重大学和东北大学的研究团队在MDPI期刊 Hardware 上发表了一项创新设计。他们开发了一种新型足部精神运动警觉测试，通过模拟交通信号灯与脚踏板操作，精确测量驾驶员的足部反应时间，并首次引入了错误纠正时间这一关键指标。这项研究为客观、便捷地筛查驾驶员（尤其是老年人和新手）的驾驶适宜性，提供了一个极具潜力的低成本工具。

核心设计：当“红绿灯”遇上“脚踏板”

该测试系统由一个模拟交通信号灯的视觉界面和一套三踏板装置组成，其设计逻辑紧密贴合实际驾驶情境。

• 视觉刺激：程序会在随机间隔（2-10秒）后，在屏幕中央三个圆圈之一随机显示蓝、黄、红三种颜色之一。颜色的随机顺序增加了认知负荷，模拟了真实路况中的不确定性。

• 踏板映射：测试采用三踏板脚控开关。规则设定为：蓝色（对应右侧油门踏板）、红色/黄色（对应左侧刹车踏板），中央踏板作为“待机位”。测试开始前和每次响应后，受试者均需将脚置于中央踏板等待。

• 反应与记录：当颜色出现时，受试者需尽快用右脚踩下对应踏板。系统会精确记录从刺激出现到踩下踏板的反应时间。若踩错踏板，颜色不会消失，系统继续计时直至踩对，并记录错误纠正时间；若在颜色出现前误踩，则记为“误发”并重置。

验证实验：年轻与老年驾驶员的显著差异

研究团队招募了11名年轻（平均25岁）和11名老年（平均73岁）的健康驾驶员进行了验证实验。

• 反应时间显著延长：老年驾驶员的平均反应时间（818毫秒）显著长于年轻驾驶员（725毫秒），慢了约1.13倍，这与认知和运动机能随年龄下降的规律一致。但有趣的是，两组受试者的反应时间标准差并无显著差异。

• 补偿性谨慎行为：尽管反应更慢，但老年驾驶员的“误发”（提前踩踏板）次数明显少于年轻人。这表明老年驾驶员可能发展出了一种补偿性的谨慎策略，在确认刺激前更倾向于延迟响应，以避免错误。

• 独特的“纠错能力”指标：测试成功捕捉到了少数年轻驾驶员发生错误后纠正的时间（例如500-1700毫秒不等）。这一指标对于评估驾驶员从失误中恢复的能力至关重要，是传统反应时间测试无法提供的。

结论与展望：一个低门槛的驾驶能力筛查工具

这项研究验证了“足部PVT”作为一项驾驶能力筛查工具的可行性与有效性。与昂贵的驾驶模拟器或复杂的神经心理学测试不同，该系统硬件成本极低（一套USB三踏板即可），软件开源，操作简便，特别适合在驾校、社区体检中心或家庭环境中进行快速、客观的自我评估。

研究团队未来计划纳入疲劳、压力等生理指标，进一步丰富评估维度。他们希望，这项“脚上的体检”最终能帮助驾驶员（尤其是老年人和新手）更客观地认知自身能力边界，从而主动调整驾驶行为或接受必要训练，为道路安全增添一份保障。

引用格式：

Yoshida, Y.; Yuda, E.; Yokoyama, K. Design of the New Foot Psychomotor Vigilance Test (PVT) for Screening Driving Ability. Hardware 2025, 3, 3. https://doi.org/10.3390/hardware3020003.

期刊介绍

主编：Prof. Dr. Peter C. Hauser

Hardware (ISSN: 2813-6640) 是一个国际性的、经同行评审的开放获取期刊。期刊聚焦于物理硬件系统的设计、原型制作、测试和广泛应用，涵盖的领域包括但不限于：科学仪器、开源硬件、人机交互设备、物联网设备、医疗与健康监测系统以及面向特殊应用（如驾驶安全、康复工程）的测试平台。本篇关于驾驶能力筛查设备的研究，是期刊所倡导的解决实际问题的、开放可及的硬件创新的极佳范例。